一种合成哌嗪和三乙烯二胺的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种合成哌嗪和三乙烯二胺的方法，具体涉及一种乙醇胺和氨反应合 成哌嗪和三乙烯二胺的方法。
【背景技术】
[0002] 哌嗪和三乙烯二胺都是非常重要的精细化工中间体，在农药、医药和聚氨酯催化 剂等领域具有广泛的用途。
[0003] 众所周知，以乙醇胺和氨为原料，合成哌嗪和三乙烯二胺的方法中，使用各种改性 的沸石分子筛作为催化剂。例如，中国专利CN201010533098. 9公开了一种将金属磷酸盐负 载在锐钛矿型二氧化钛上，并与H-ZSM-5混合制得的催化剂，该催化剂时空收率较高，其时 空收率可达310g/h;催化剂寿命较长，达到600h。该催化剂综合性能优异，并在工业装置上 进行了应用。但是实现上述发明的实施过程中，存在如下问题：（1)现有技术采用微孔分子 筛H-ZSM-5作为载体，微孔分子筛中反应物和产物扩散阻力大，导致哌嗪和三乙烯二胺的 单程选择性为85%，乙醇胺未能有效的转化成哌嗪和三乙烯二胺；（2)胺化反应伴随生成 副产物，可达15%，主要包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、胺乙基哌嗪、羟乙基哌嗪等，工业上 实现上述反应时，这些胺化副产物需要逐一分离才能够得到产品，但这些胺化副产物种类 多、性质接近，分离难度较大，同时胺化副产物都是热敏性物质，需要用到昂贵的高真空精 馏才能够得到高纯度产品。上述问题的存在，严重得阻碍了乙醇胺和氨反应合成哌嗪和三 乙烯二胺的工业化。
【发明内容】
[0004] 针对【背景技术】存在的缺陷或不足，本发明提供一种乙醇胺转化率高并且避免使用 昂贵的高真空精馏装置的合成哌嗪和三乙烯二胺的方法。
[0005] 本发明将胺化反应生成的副产物转化为哌嗪和三乙烯二胺，其化学反应方程式 为：
[0006]
【主权项】
1. 一种合成哌嗪和三乙烯二胺的方法，包括以下步骤： a) 将乙醇胺和氨混合，预热气化，在催化剂A和催化剂B的存在下，在反应压力 2. OMPa~4. OMPa，温度300°C~350°C，氨与乙醇胺质量比8: 1，反应接触时间为20s~30s 的条件下在固定床反应器R中进行胺化反应，催化剂床层装填催化剂A和催化剂B，催化剂 A采用介孔-微孔复合分子筛M0R/MCM-41为载体，催化剂B采用介孔-微孔复合分子筛 ZSM-5/MCM-41为载体，催化剂A和催化剂B体积比为1~3 :1，反应器出口产物流为哌嗪、 三乙烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、胺乙基哌嗪、羟乙基哌嗪、未反应的氨和未反应的乙 醇胺； b) 在精馏塔T1中对反应器出口产物流进行精馏分离，将未转化的氨、哌嗪和三乙烯二 胺从塔顶蒸出，塔底得到未反应的乙醇胺和胺化副产物； c) 将步骤b)中精馏塔T1塔底馏分循环回反应器入口与乙醇胺和氨混合，一同进入固 定床反应器R中进行催化转化； d) 将步骤b)中塔顶馏分进入精馏塔T2,塔顶馏分为未反应的氨，塔底馏分为三乙烯二 胺，哌嗪从侧线采出。
2. 如权利要求1所述的合成哌嗪和三乙烯二胺的方法，其特征在于，所述步骤c)中精 馏塔T1塔底馏分连续循环回反应器入口，或者间歇循环回反应器入口。
3. 如权利要求1所述的合成哌嗪和三乙烯二胺的方法，其特征在于，所述固定床反应 器R反应接触时间为26s。
4. 如权利要求1所述的合成哌嗪和三乙烯二胺的方法，其特征在于，所述催化剂床层 装填方式为：催化剂A与催化剂B可分两层装填、五层装填或作为混合物装填。
【专利摘要】本发明公开了一种合成哌嗪和三乙烯二胺的方法。本发明针对现有技术乙醇胺转化为哌嗪和三乙烯二胺效率低、需要使用昂贵的高真空精馏装置的问题。将乙醇胺和氨混合气化，在以介孔-微孔复合分子筛MOR/MCM-41为载体的催化剂A和以介孔-微孔复合分子筛ZSM-5/MCM-41为载体的催化剂B的存在下，在固定床反应器R中进行胺化反应；在精馏塔T1中对反应器出口产物流进行精馏分离，将未转化的氨、哌嗪和三乙烯二胺从塔顶蒸出，塔底得到未反应的乙醇胺和胺化副产物循环回固定床反应器R入口继续反应；精馏塔T1塔顶馏分进入精馏塔T2分离得到哌嗪和三乙烯二胺。本发明用于合成哌嗪和三乙烯二胺。
【IPC分类】C07D487-08, C07D295-023, C07D295-027
【公开号】CN104628675
【申请号】CN201510055978
【发明人】杨建明, 袁俊, 吕剑, 赵锋伟, 惠丰, 余秦伟, 梅苏宁, 王为强, 李亚妮, 张前, 王伟, 李凤仙, 亢建平
【申请人】西安近代化学研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月3日